雖然CCS項目需求巨大，也有多元的應用場景，但多家市場研究機構也指出，目前CCS技術在實際應用方面還存在諸多瓶頸，包括成本高昂、缺乏政策指導及監管、二氧化碳運輸基礎設施匱乏等。

以Orca項目為例，有外媒對Orca項目成本進行了簡單測算，目前該項目每吸收一噸二氧化碳需要花費至少1200美元，按照這一成本計算，Orca項目很難實現大規模應用。同時，CCS項目也需要消耗大量的電力。據悉，Orca項目所消耗的電力大多來自于鄰近的地熱電站，在電力方面并沒有引發更高排放，但在業內看來，對于其他國家的CCS項目來說，如果未能使用可再生能源電力進行供電，CCS項目很可能失去其綠色價值。

另有數據顯示，2014年至2016年間，全球范圍內公布的CCS項目，僅有4%順利實現了投產，CCS技術本身也遠未達到成熟階段。

不僅如此，部分CCS項目的開發初衷也引發了業內人士質疑。據歐洲媒體Euractiv報道，部分CCS技術反對者認為，不論是應用于高排放的工業界，還是從空氣中直接捕捉，CCS項目都很可能變成化石能源等高排放公司的“洗綠”工具。

標普全球普氏援引美國能源部化石能源與碳管理部門官員Jennifer Wilcox的話稱，目前市面上存在的CCS技術確實能夠讓化石燃料盡可能地減少排放，但需要注意的是，要避免讓CCS技術被用作肆意使用化石燃料而不顧碳排放的借口。